Лавлок определял долю гемолизировавших эритроцитов в пробах, содержавших глицерин в разной концентрации и замороженных на 10 мин при различных температурах.
Полученные им результаты показывают, что чем выше концентрация глицерина, тем ниже температура, при которой начинается гемолиз, и тем меньше диапазон температур, при которых он происходит.
Глицерин, добавленный в физиологический раствор, используемый в качестве суспензионной среды, понижает концентрацию хлористого натрия и приводит его в равновесное состояние со льдом при различных температурах. Такое действие глицерина было объяснено выше. При любой концентрации глицерина гемолиз всегда начинается при такой температуре, при которой концентрация соли, находящейся в равновесном состоянии со льдом, достигает 0,8 М. В незамороженной среде, при 0° или выше, такая концентрация хлористого натрия быстро оказывает разрушающее действие на эритроциты. Когда в опытах Лавлока исходная концентрация NaCl составляла 0,16 М, а исходная концентрация глицерина 2,5 М, никакого гемолиза не наблюдалось при температуре выше —30 и ниже —50°. Незначительный гемолиз происходил при температуре от —30 до —40°. Количество клеток, гемолизировавшихся за 10 мин при —30° в средах с примесью 1,0, 1,5 и 2,0 М глицерина, можно было уменьшить, понизив исходную концентрацию соли до 0,12 М, и, наоборот, увеличить, повысив исходную концентрацию соли с 0,2 до 0,6 М. Полученные результаты позволяют предполагать, что основное действие глицерина заключается в том, что он служит буфером для солей в среде, окружающей клетки после начала вымерзания воды. Именно отношение между «сходными молярными концентрациями глицерина и солей предопределяет температуру, при которой клетки начинают повреждаться.
Эритроциты человека крайне проницаемы для глицерина, содержащегося в обычных физиологических средах. В присутствии ионов меди они становятся непроницаемыми для глицерина при 0° и начинают медленно пропускать его лишь при температуре +37°. Лавлок определял долю эритроцитов, гемолизировавшихся после замораживания при различных температурах в присутствии 1,5 или 2,5 М глицерина и небольшого количества меди (3*10-5 М). В пробах, замороженных непосредственно после суспензирования, было много гемолизировавших клеток. Значительно меньше их было в тех случаях, когда пробы до замораживания инкубировали в течение 20 мин при +40°. Полученные результаты показывают, что избежать гемолиза во время замораживания клеток при —80°, хранения их при этой температуре и оттаивания можно только при условии, что клетки проницаемы для глицерина. Эритроциты крупного рогатого скота значительно менее проницаемы для глицерина, чем эритроциты человека или кролика. Интересно, что глицерин не защищает эритроциты быка от гемолиза во время их замораживания при низких температурах и оттаивания. Отсюда напрашивается следующий вывод. Для того чтобы защитить клетки от вредного действия повышенной концентрации солей калия внутри клеток, а также повышенной концентрации солей натрия в окружающей их среде, глицерин должен проникать внутрь клеток до замораживания. Непроницаемые для глицерина клетки частично обезвоживались при высокой его концентрации в окружающей их среде. Их гемолиз при замораживании и оттаивании показывает, что защита клеток от повреждения во время замораживания не зависит от уменьшения содержания воды, а защитное действие глицерина выражается не только в дегидратации цитоплазмы.
Эритроциты человека суспендировали в растворах, содержащих 1—2 М NaCl и 0—5 М глицерин. Через 10 мин их переносили в 20 раз больший объем раствора с примесью 0,16 М NaCl и исходной концентрацией глицерина. Полученные результаты показывают, что степень гемолиза была приблизительно одинаковой как в присутствии глицерина, так и без него. Этот опыт подтвердил, что глицерин не предотвращает разрушения клеток при резком перенесении их из крепкого солевого раствора в слабый. Мы подчеркиваем это обстоятельство, так как позднее Рэ и другие авторы установили, что глицерин защищает клетки от осмотического шока во время замораживания и согревания и что согревание для клеток таит в себе большую опасность, чем замораживание. Результаты, полученные Рэ, показывают, что в присутствии глицерина эвтектическая точка при оттаивании не бывает так резко выражена и среда постепенно разбавляется льдом, который тает при температуре от —35 до 1°. Таким образом, устраняется опасность развития осмотического шока. Следовательно, эти результаты находятся в соответствии с данными Лавлока.
Отсутствие резко выраженной эвтектической точки во время замораживания в присутствии глицерина также способствует выживанию клеток. В отсутствие же глицерина большинство клеток претерпевает необратимые изменения еще до того, как в результате повышения концентрации достигается эвтектическая точка. В среде, содержащей глицерин, концентрация хлористого натрия во время охлаждения продолжает повышаться по крайней мере вплоть до —60°, но скорость разрушения эритроцитов значительно меньше при температурах ниже —35°. Частично это обусловлено повышением вязкости благодаря высокому содержанию глицерина в остаточной среде в указанном интервале температур. Меримэн установил, что при низких температурах молекулы глицерина связывают молекулы воды. По его мнению, это может играть важную роль в предотвращении повреждений, возникающих в противном случае при медленном охлаждении клеток и хранении их при низких температурах. Таким образом, здесь в других выражениях пересказывается положение о понижении точки замерзания и уменьшении концентрации других растворенных веществ при низких температурах в растворах, содержащих глицерин. В настоящее время нет никаких данных, показывающих, что при низких температурах молекулы воды лучше связываются с помощью водородных связей молекулами глицерина, чем другими молекулами воды. Не исключено, что концентрированные растворы глицерина при низких температурах в присутствии кристаллов льда остаются либо пересыщенными, либо переохлажденными.